코리아텍 이승재 교수 연구진, 초미세먼지 측정 드론 개발

코리아텍(한국기술교육대)은 이승재 교수(디자인·건축공학부, 사진)가 기업체와 협력해 드론, 클라우드, 빅데이터, 인공지능 등 4차 산업혁명 기술을 융합한 초미세먼지 측정 기술을 개발했다고 4일 밝혔다.

이승재 교수와 코리아텍 LINC사업단, ㈜보라스카이, 엘에스웨어㈜로 구성된 연구진은 지난 2일 오후 천안 병천면 코리아텍 교정에서 2년의 기간을 거쳐 개발한 초미세먼지 측정 드론을 공중에 띄웠다.

이 드론은 PM2.5(2.5 마이크로미터)의 초미세먼지를 측정하는 데 성공했다.

PM2.5는 머리카락 굵기 1/40 수준의 초미세먼지다. 드론은 상공 150미터까지 날아올라 장착된 센서를 통해 10미터 간격으로 내려오며 1분 단위로 초미세먼지 정보를 비롯한 다양한 기상 데이터를 측정해 클라우드(데이터를 인터넷과 연결된 중앙컴퓨터에 저장해 언제 어디서든 데이터를 이용할 수 있는 장치)에 보냈고, 지상의 드론 솔루션은 빅데이터로 자료를 분석해 초미세먼지 정보를 사용자에 제공했다.


이러한 방법은 혁신적이다. 현재 환경부는 전국 350여 곳에서 1시간 간격으로 약 10미터 높이에서만 미세먼지를 측정한다. 이러한 측정 주기와 측정 장소 등의 한계로 인해 시간별, 장소별 미세먼지 측정 데이터는 정확성에 한계가 있을 수밖에 없다.

하지만 이 초미세먼지 관측 드론은 측정 주기, 측정 장소, 측정 높이에 구애받지 않고 정확한 측정을 가능하게 한다.

이는 공기 중에 있는 불규칙 초미세먼지를 균일하게 포집하고 이를 평균으로 연산할 수 있는 인공지능을 갖고 있다. 더불어 일별 관측된 지역별 초미세먼지 데이터에 풍향/풍속 데이터를 활용해 인공지능 프로그램으로 분석하면 초미세먼지의 이동경로도 파악할 수 있다. 누적된 일별 지역별 데이터 분석으로 주요 발생 원인 지역도 파악이 가능하다.

연구책임자인 이승재 교수는 "현재 문제가 되는 중국 대륙발 초미세먼지는 기온 차이에 따라 100미터에서 1킬로미터 사이의 높이에서 이동하기 때문에 기존 측정시스템으로는 초미세먼지 이동경로 예측과 파악은 사실상 불가능하다"며 "이번 연구 성과는 드론으로 측정한 데이터를 실시간으로 제공해 환경에 대한 정확한 분석으로 합리적인 미세먼지 저감 대책 마련 등 국민의 건강과 삶의 질을 높이는 계기가 될 것"이라고 밀했다.


초미세먼지 드론을 개발한 ㈜보라스카이의 이동환 최고기술경영자(CTO)는 "코리아텍과의 산학공동연구를 통해 충남지역의 중국대륙 발 초미세먼지, 산업시설과 생활 먼지에서 발생하는 초미세먼지를 측정하는 드론 개발로 미세먼지 발생원인 및 이동경로를 입체적으로 분석할 수 있는 길이 열렸다"고 말했다.

엘에스웨어㈜ 김민수 대표이사는 "이번 드론의 안정적 데이터 수집과 안전적 운행을 위한 보안소프트개발은 빅데이터와 인공지능 활용으로 초미세먼지 예측이 가능하기 때문에 초미세먼지 대응 솔루션을 제공할 수 있을 것"이라고 전망했다.